煤礦機(jī)電設(shè)備管理中機(jī)械故障檢測診斷技術(shù)的應(yīng)用分析

溫 勇

（大同煤礦集團(tuán)同安煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037003）

0 引言

在煤礦機(jī)電設(shè)備管理過程中，機(jī)電設(shè)備的良好有序運(yùn)行是保養(yǎng)和維修工作的重點(diǎn)，能夠?yàn)檫@些機(jī)電設(shè)備價(jià)值的體現(xiàn)提供保證，也能夠?yàn)槊旱V企業(yè)的發(fā)展奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)階段我國各大型煤礦企業(yè)實(shí)行的仍然是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的管理和維修制度，與國外國家相比，管理水平上存在較大差距，無法滿足社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。而在煤礦機(jī)電設(shè)備管理中，應(yīng)用機(jī)械故障檢測診斷技術(shù)有助于各個(gè)煤礦企業(yè)吸收先進(jìn)的機(jī)械故障檢測診斷經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，提高自身的煤礦機(jī)電設(shè)備管理水平，從而為煤礦機(jī)電設(shè)備的順利使用以及我國煤礦事業(yè)的發(fā)展提供保障。

1 機(jī)械故障檢測診斷技術(shù)介紹

1.1 故障及故障檢測診斷技術(shù)

故障檢測技術(shù)主要由故障診斷和故障檢測2方面組成，依據(jù)現(xiàn)階段實(shí)踐和學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的有關(guān)說法，可將兩者統(tǒng)稱為機(jī)械故障檢測診斷（FDD）。設(shè)備的正常運(yùn)行指的是設(shè)備能夠依據(jù)自身所特有的功能特征，在滿足設(shè)備應(yīng)有效能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)。這一概念與設(shè)備異常（設(shè)備在使用過程中存在瑕疵并有進(jìn)一步惡化的可能）相對(duì)應(yīng)。存在異常的設(shè)備雖然能夠維持最低限度的工作狀態(tài)，但無法滿足正常生產(chǎn)過程的需要，且性能會(huì)逐漸惡化。故障指的是因機(jī)械設(shè)備的缺陷或瑕疵的發(fā)展，而使設(shè)備的性能逐漸喪失，且無法繼續(xù)維持后續(xù)的正常工作。設(shè)備故障或是異常指的是機(jī)械設(shè)備使用過程中由其狀態(tài)信號(hào)（二次效應(yīng)）的改變所體現(xiàn)出來的運(yùn)行狀態(tài)。二次效應(yīng)指的是設(shè)備使用和運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的各種化學(xué)和物理變化，包括氣味、磨損、功耗、變形、油耗、升溫、噪聲和振動(dòng)等。上述各種現(xiàn)象都是設(shè)備使用過程中不同階段所產(chǎn)生的典型表現(xiàn)。故障檢測診斷技術(shù)指的是依據(jù)設(shè)備運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的二次效應(yīng)表現(xiàn)，對(duì)其存在的問題做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確定位，從而為安全生產(chǎn)和設(shè)備的順利運(yùn)行提供保證。

1.2 故障檢測診斷技術(shù)的特征

故障檢測診斷技術(shù)是隨著檢測理論和技術(shù)、工藝?yán)碚?、相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科理論和現(xiàn)代維修技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸產(chǎn)生和完善的。這一技術(shù)具備下述3項(xiàng)基本特征：

（1）理論迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。所有的維修技術(shù)和診斷方法都要做到因時(shí)而異，故障處理原則和結(jié)果需要迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，并為實(shí)踐服務(wù)。

（2）技術(shù)的復(fù)合性較高。維修和診斷涉及物理學(xué)、動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)等多種相關(guān)學(xué)科的知識(shí)；同時(shí)，包括自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用、液壓機(jī)械的應(yīng)用和操作原理、機(jī)械制造等多方面機(jī)構(gòu)學(xué)和專業(yè)知識(shí)。所以，故障檢測診斷技術(shù)具有較高的綜合性，要求工作者具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和廣泛的知識(shí)。

（3）目的性較強(qiáng)。故障診斷具有較強(qiáng)的目的性，也就是在機(jī)械運(yùn)行故障的檢查過程中，通過相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確分析和定位故障，并以此為基礎(chǔ)設(shè)定維修方案，為安全生產(chǎn)提供保證。

2 煤礦機(jī)電設(shè)備管理中故障檢測診斷技術(shù)的應(yīng)用

2.1 礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)的診斷和檢測技術(shù)

在煤礦生產(chǎn)過程中，礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)具有十分重要的作用和地位，其一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)對(duì)煤礦的日常生產(chǎn)過程造成不良影響，并會(huì)對(duì)煤礦企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著人工智能技術(shù)和現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用和出現(xiàn)，異步電動(dòng)機(jī)設(shè)備的故障檢測也變得更加簡單，且應(yīng)用效果較為理想。異步電動(dòng)機(jī)常用的故障診斷和檢測技術(shù)包括磁通檢測、電流高次諧波檢測和局部放點(diǎn)檢測3種。其中，磁通檢測能方便檢測出高壓電器故障，但對(duì)于檢測技術(shù)要求較高，若信號(hào)較弱則檢測效果不理想；電流高次諧波檢測技術(shù)雖不會(huì)受到高低壓的限制，但操作要求具有專業(yè)的檢測知識(shí)，且方法較為復(fù)雜；局部放電檢測能方便檢測出高壓電器故障，但對(duì)于低壓電機(jī)設(shè)備故障的檢測效果則不甚理想［1］。

2.2 通風(fēng)機(jī)的故障檢測診斷技術(shù)

研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段的通風(fēng)機(jī)械故障檢測產(chǎn)品較少，主要包括FJZ型礦井主風(fēng)機(jī)在線故障診斷與檢測儀和KFCA型通風(fēng)機(jī)集中檢測儀。通風(fēng)機(jī)故障檢測設(shè)備的主要特征表現(xiàn)為：多功能接口、16位監(jiān)視定時(shí)器、16位定時(shí)器2個(gè)、8個(gè)中斷源、高速輸出/輸入接口、10位四通道A/D轉(zhuǎn)換器、高效的指令系統(tǒng)以及16位中央處理器。因?yàn)楝F(xiàn)階段國內(nèi)對(duì)相關(guān)的通風(fēng)機(jī)故障檢測診斷技術(shù)的研究較少，因而可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少［2］。

2.3 礦井提升機(jī)故障檢測與診斷

提升機(jī)是礦井運(yùn)輸和生產(chǎn)過程中最主要的一種基礎(chǔ)設(shè)備，該設(shè)備的正常運(yùn)行能夠?yàn)槊旱V的正常生產(chǎn)提供保證，并擔(dān)負(fù)著日常矸石和原煤的運(yùn)輸以及升降人員和下放材料的任務(wù)。提升機(jī)的安全運(yùn)行會(huì)為煤礦的安全生產(chǎn)提供保證，進(jìn)而對(duì)煤礦工作人員的安全工作產(chǎn)生直接的影響。通常認(rèn)為，提升機(jī)故障主要包括“硬故障”和“軟故障”2 種［3］。其中，“軟故障”主要涉及工況參數(shù)。因此在實(shí)際運(yùn)行過程中應(yīng)對(duì)工況參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測定，并進(jìn)行相關(guān)的處理和分析。“硬故障”主要表現(xiàn)為部分參數(shù)超過了正常水平，“軟故障”的發(fā)生通常是“硬故障”的前兆。由此看來，及時(shí)定位檢修和預(yù)診“軟故障”，具有十分重要的作用，有助于降低“硬故障”的發(fā)生率。由于這一故障的發(fā)生會(huì)對(duì)煤礦的安全運(yùn)行產(chǎn)生直接影響，因而各個(gè)煤礦企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)礦井提升機(jī)故障的檢測和診斷，從而保證其安全有效運(yùn)行［4］。

2.4 采煤機(jī)故障檢測和診斷

與國外較為先進(jìn)的采煤機(jī)相比，國產(chǎn)采煤機(jī)整體技術(shù)水平仍然較低，主要體現(xiàn)為檢測參數(shù)無法滿足相關(guān)要求、檢測范圍有限等，因而整體檢測功能較差。為了進(jìn)一步提高我國采煤機(jī)的整體技術(shù)水平，煤炭部已經(jīng)將“電牽引采煤機(jī)故障診斷與檢測系統(tǒng)”納入了“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目之中?，F(xiàn)階段，常用的采煤機(jī)故障檢測診斷系統(tǒng)包括152.4 mm檢測顯示單元、工況故障及檢測診斷單元、變頻器通信單元等［5］。

3 結(jié)語

在上述所述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，各個(gè)煤礦企業(yè)在煤礦機(jī)電設(shè)備管理中，還應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)機(jī)械故障檢測診斷人員在電工、機(jī)工等相關(guān)領(lǐng)域的培訓(xùn)，從而提高其應(yīng)急能力和安全生產(chǎn)意識(shí)。為不斷滿足擴(kuò)大再生產(chǎn)的需要，煤礦企業(yè)應(yīng)不斷完善機(jī)械故障檢測診斷責(zé)任制，保證責(zé)任落實(shí)到人，不斷完善和建立煤礦機(jī)電設(shè)備管理制度，為機(jī)械故障的檢測和診斷提供制度基礎(chǔ)，并注重技術(shù)的改造和革新。只有滿足上述要求，礦山設(shè)備才能安全、高效、正常運(yùn)行，社會(huì)經(jīng)濟(jì)才能快速發(fā)展。

［1］高向陽.故障檢測診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用及防范措施［J］.科技致富向?qū)В?011，1（14）：336～337

［2］孫新城.淺析煤礦機(jī)電設(shè)備維修中故障檢測診斷技術(shù)的應(yīng)用［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，30（9）：70～71

［3］吳艦，吳楠.基于小波分析的煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究［J］.自動(dòng)化與儀器儀表，2011，1（5）：85～86

［4］董愛華，劉麗紅.故障檢測診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用［J］.焦作工學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，21（3）：189～190

［5］蔡捷.故障檢測診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2008，1（15）：91～92